數控加工中心刀（dāo）具和切（qiē）削用量的選（xuǎn）擇探討（tǎo）

數控機（jī）床（chuáng）加工（gōng）生產中，在加工（gōng）工藝確（què）定的情況下，加工（gōng）刀具和切削用量的合理選擇是數（shù）控加工生產的重要環節，是保證數控加工生產效率和表麵加工質量的重要保證。合（hé）理選擇切削用量是切削刀具充分發揮性（xìng）能的保障，合理（lǐ）選擇切削刀具（jù）是切（qiē）削用量最有效的保證，隻有將兩者有機地結合起來，才能充分發揮（huī）數控機床的加工效率和加工質量。

 刀（dāo）具是機床實現切削加工的直接執（zhí）行者，刀具（jù）的選擇（zé）和切削用量的選擇合理與否，不僅影響到被加工零件的質量，甚至可以（yǐ）決定機床功效的發揮和安（ān）全生產的順利進行。所以，在編加工（gōng）程序時，要（yào）選擇合理的刀具（jù）和切削用（yòng）量，不（bú）但可以有效提高切削效率和加工質量，還可降低成本（běn）以獲得最佳經濟效（xiào）益。

 1、加工（gōng）中心用（yòng）刀具（jù）的基本特征（zhēng）

 為了適應數控機床加工精度、加（jiā）工效率、加（jiā）工工序集（jí）中及（jí）零件裝夾次數少等要求，數控機床對所用（yòng）的刀（dāo）具有許多性能的要求，加工中心用刀具及刀（dāo）具係統（tǒng）有以下特點：（1）刀（dāo）片和刀柄高度的通用（yòng）化、規則化、係統化；（2）刀片和刀具參數（shù）及切（qiē）削參（cān）數的規範（fàn）化、典型化；（3）刀片或刀具材料及切削（xuē）參數與（yǔ）被加工（gōng）工件材料（liào）相匹配；（4）刀片或刀具的使用壽命長，加工剛性好；（5）刀片及刀柄的定位精度高，刀柄（bǐng）對機床主軸的相對位置要求較高；（6）刀柄須有較高的強度、剛度和耐（nài）磨性，刀柄（bǐng）及刀具係統的重量不能（néng）超標；（7）刀（dāo）柄（bǐng）的轉位、重裝和重複（fù）定（dìng）位精（jīng）度要求高。

 2、加工中心（xīn）用刀具材料

 2.1 常用刀具材料

 常（cháng）用數控刀具材料有高速鋼、硬質合金、塗層硬質合金、陶瓷、立方氮（dàn）化（huà）硼、金剛石等，其中高速（sù）鋼（gāng）、硬質合金、塗層（céng）硬質合金在數控加工中的應用最廣泛。

 2.2 刀具性（xìng）能的比較

 在常用（yòng）的刀具中，高速鋼、塗層高速鋼的韌性最好，塗層硬質合（hé）金的硬度較高，硬質合金（jīn）刀具層（céng）中（zhōng），陶瓷（cí）刀具、立方氮化硼、金剛石刀具的硬（yìng）度更高。除特殊材料（liào）外，一般不用這幾種材料的刀具（由於其硬度較高刃磨難度大，而成型刀具切削刃（rèn）不易鋒利，容（róng）易崩刃，通常用於較硬的材料加工）。

 2.3 刀具（jù）種類

 數控加工中心常用刀（dāo）具（jù）種類較多，根據刀具用（yòng）途，可（kě）分為輪廓（kuò）類加工刀具和孔類加工刀具等。

 2.3.1 輪廓類加工刀具。

 第一，麵銑刀（dāo）。刀片和刀齒與刀體的（de）安裝方式有（yǒu）整體焊接式，機夾焊接式和可轉（zhuǎn）位（wèi）式三（sān）種，運用較多的是可轉位式。當刀片切削刃磨鈍或報廢時，可直接（jiē）在機床上轉位或者更換刀片，從而大大提高（gāo）加工效率和產品質量，根據不同的（de）工件外形不同的（de）機床性能，選擇適當直徑大小的刀（dāo）具型號使用方（fāng）便快捷。麵銑刀直徑一（yī）般為40～400mm。

 第二，立銑刀。立銑刀是數控機床運用的較廣泛的一種刀具，有整體（tǐ）式和鑲刀片式兩種。一般直徑在Φ20mm以下用整體式。直徑在Φ20mm以（yǐ）上多用（yòng）於鑲齒式，還有刀尖圓弧（hú）式銑刀，多用於模具加工，適用於曲麵的大量加工，現在的硬質合金立銑刀也（yě）可取代鍵槽銑刀作垂直進給。

 第三，球頭刀。圓柱形球（qiú）頭銑刀，主要用於模具加工，精加工使用，也有成形和鑲齒兩種。主要用於曲麵加工（gōng），其加工表麵質量較高，球頭刀中（zhōng）心切削速度為零（líng）。球頭刀具（jù）不適用（yòng）於平麵銑（xǐ）削（xuē）。

 2.3.2 孔類加工刀具。

 第一，鑽（zuàn）頭。加工中心常用鑽頭有中心（xīn）鑽、標準麻花鑽。刀具材料有高速鋼、硬質合金和塗層硬質合金等。

 第（dì）二，鉸刀。有（yǒu）標準高（gāo）速鋼鉸（jiǎo）刀、焊接硬質合金（jīn）刀（一般用於定做尺寸，深孔鉸刀）、浮動（dòng）鉸（jiǎo）刀。

 第三，鏜刀。鏜（táng）刀分為粗鏜（táng）刀、精鏜刀、浮動鏜刀等。精鏜刀采（cǎi）用螺絲調節式，每格精度不同，有0.002mm每格直徑，也有0.01mm每格直徑方向（xiàng）等。

 2.3.3 一些特殊加工（gōng）刀具。如T形刀具，開（kāi）槽和切斷用鋸片刀具（jù），燕尾槽成型刀具等，使用頻率較低。

 3、加工中心刀具選擇原則（zé）

 應根（gēn）據機（jī）床的加工能力、加（jiā）工材料的性能、加工工序、切削用量以及其他因素合理地選擇刀具（jù）。刀具選擇的總原則是：刀具選用最重要的一點就（jiù）是看性價（jià）比，在機床確定的條件下，首（shǒu）先考慮加工工件材料（liào）的切削性能，參照加工材料的性能選用價格最低的（de）刀具，提（tí）高效益，降低成本，同（tóng）時也要安裝調整方便，剛性（xìng）好，耐用度和精度高（gāo）。在滿足加工（gōng）要求的前提下，盡（jìn）量選擇（zé）較短的刀柄，以提高刀具加工（gōng）剛性。

 在選取刀具時，要使刀具的直徑與（yǔ）加工工件的去除量相適應，平麵周邊輪（lún）廓的銑削，用立銑刀；銑削平麵用硬質（zhì）合金盤銑刀；加工凹凸台時使用高速鋼立銑刀；加工毛坯麵或孔粗加（jiā）工時，選（xuǎn）用鑲（xiāng）齒硬質合金（jīn）玉米銑刀；立體型麵和變（biàn）斜角輪（lún）廓外形的加工，常采用球頭刀、環（huán）形銑刀、錐（zhuī）形銑刀和盤銑刀（dāo）。

 有時候刀具的（de）耐用度和精度與刀具價格關係極（jí）大，必須注意的是，在有些情況下，選擇價格較高的好（hǎo）刀（dāo）具，但是好的刀具帶來加工效率和加工質量的提高，則可以使整個加工（gōng）成本大大（dà）降（jiàng）低。

 4、切削用量選擇

 在數控加工中，切削用量的選用（yòng）是最為關鍵的環（huán）節，它直接影響加工效率（lǜ）和加工質量的提高。合理地選擇切削（xuē）用（yòng）量需要理（lǐ）論和（hé）實踐相結合，在實（shí）踐中不斷摸索實驗，才能（néng）更好地總結、歸納出比較合適的切（qiē）削用（yòng）量。

 切削用量主要包括背吃刀量（liàng）和側吃刀量、進給（gěi）速度和切削速度。從（cóng）刀具的耐用度考慮（lǜ），切削用量的選擇方法（fǎ）是先（xiān）選背吃刀量，其次是進給速度，最後確定切削速度。下麵就（jiù）筆者在平時的工作中遇到的加工參數進（jìn）行（háng）分析：

 第（dì）一，在機床型號為DMC635V的機床，加工厚度為20mm，材（cái）料為12Cr2Mo的工件上鑽Φ1.2mm的通孔。刀具選擇：Φ1.2mm的高速（sù）鋼鑽（zuàn）頭，注意鑽頭切削（xuē）刃是否均勻對稱。

 背吃刀量：每鑽深0.5mm提（tí）刀排屑法。

 進給速度：Vf＝5mm/min。

 切削速（sù）度：n＝5000mm/min。

 實現加工工藝要求，順利完成加工任務。

 第（dì）二，在VMC1250型號機床上，加（jiā）工材料為5CrNiMo熱鍛模具，調質硬度（dù）為（wéi）500HBW的狹長槽，深度為（wéi）170mm的工件精加工，加工餘量為（wéi）單邊（biān）0.1～0.15mm。刀（dāo）具選擇：Φ20mmR5的牛鼻刀，刀具長度為250mm鑲齒硬質合金刀。

 背（bèi）吃刀量：0.1mm

 進給速度：Vf＝1800mm。

 切削速度：n＝3000mm/min，采用順銑的加工方法。

 程序開頭加G64連續加工指令（lìng），順利完成（chéng）加工生產任務，並保證較好的加工（gōng）光潔度，得到用戶的肯定（dìng）。

 第三，在VMC1250型號機床在685鋼（gāng）板調質硬度在460HBW，厚度8mm的鋼板上鑽672個Φ10的陣列通孔，考慮加（jiā）工成本（běn）核算和（hé）加工效率。

 方案1：刀具選擇：Φ10mm優質高速鋼鑽頭，每支46元。

 背吃刀量：一次鑽通。

 進給速度：Vf＝10mm/min。

 切削速（sù）度：n＝180r/min。

 鑽頭在刃磨（mó）較好的（de）情況下，一次最多鑽20多個孔。方案2：刀具選擇：Φ10mm硬質合金鑽頭，每支360元。

 背吃刀量：一次鑽通。

 進給速度：Vf＝30mm/min。

 切削（xuē）速度：n＝600r/min。

 鑽頭一次最多鑽500左右個孔。

 方案3：刀具選擇：Φ10mm硬質合金塗（tú）層鑽頭，每支630元。

 背吃刀（dāo）量：一次（cì）鑽通。

 進給速度：Vf＝90mm/min。

 切削速（sù）度：n＝1200r/min。

 鑽頭一次最多鑽約2000個孔。這也充分地說明，使用價格高的好刀具，不一定就（jiù）提高加工成本（běn），效率的提高和數量的增加，恰恰是效益的（de）增加。

 5、結語

 隨著數控（kòng）加工中心機床的發展，加工工藝要求的不斷提（tí）高，數控加工的方法也更加多樣化，從簡單的手工編程到複雜的曲麵軟（ruǎn）件（jiàn）編程，同時對切削刀具的（de）要求（qiú）也更加精確、多樣。在某些加工環節，實現了加工（gōng）工藝的要求就是任（rèn）務完成（chéng），而（ér）有些加工生產任務，是講質量、講效益、講效率的。隻有合理地選擇切削刀（dāo）具和切削用量，才能保證任務的順利完成，同時也（yě）使效益最大化。